两步法合成MCFC复合阴极及其性能研究

基于前期研究,采用电泳沉积技术将摩尔比为1∶1的LiCoO2和LiFeO2两种纳米颗粒同时修饰至制得的抗形变/溶解复合材料Ⅰ表面（镍阴极材料内通过机械混合法掺杂质量分数2%、4%、6%Co3O4纳米颗粒）制成复合基体阴极Ⅱ。采用扫描电镜对制得的复合基体Ⅱ进行表面形貌分析,筛选出形貌较好的复合基体阴极Ⅱ及其电泳沉积条件。在模拟MCFC运行条件下,复合工作阴极Ⅱ具有良好的热稳定性和电活性,其中掺杂比为4%的复合工作阴极Ⅱ在100h溶解实验测试中溶出的镍离子浓度几乎为0。     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

纳米SiO2颗粒镍基复合刷镀层组织与磨损特性

应用电刷镀技术制备含有纳米SiO2的镍基复合镀层,测试了该镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,分析了纳米陶瓷颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响,研究了复合镀层表面形貌、陶瓷颗粒分布的特点．试验结果表明,纳米陶瓷颗粒复合镀层比快镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性．     

电沉积nano-Al_2O_3/Ni+Co梯度复合镀层

采用电沉积方法以灰铸铁为基体制备了金属与纳米陶瓷复合镀层,基质金属为镍钴,第二相纳米陶瓷颗粒选用Al2O3。通过表面形态观察可知,由于纳米颗粒的高活性表面为沉积过程提供了大量的核心,使得复合镀层较金属镍钴镀层组织致密,晶粒细小。线扫描成分分析表明:镀层中纳米颗粒含量呈梯度分布。对其显微硬度进行测量,结果显示:复合镀层显微硬度由表层到里层呈梯度分布。耐磨性试验表明:复合镀层中Al2O3纳米颗粒产生的弥散强化效应和晶粒细化效应使复合镀层耐磨性显著优于纯镍钴镀层。对复合镀层和纯镍钴镀层磨损形貌的观察分析表明:复合镀层磨损表面出现沿摩擦副运动方向的犁沟,而纯镍钴镀层磨损表面呈现大片剥落,磨损机制为黏着磨损。     

镍基纳米碳管复合镀层的摩擦磨损性能

利用化学镀方法制备镍基纳米碳管复合镀层,用扫描电镜分析了镀层的表面形貌,并用销-盘式磨损试验机研究了复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损行为.结果表明:纳米碳管均匀地嵌入在镍基体中,镍基纳米碳管复合镀层具有优良的耐磨性能;由于纳米碳管的自润滑作用,复合镀层的摩擦系数随着纳米碳管体积分数的增加而逐渐降低.     

碳纳米纤维／镍管复合材料的制备

采用化学镀法在化学纤维布表面覆盖均匀镍层,通过热处理去除基体后获得中空镍纤维管;将其置于化学气相沉积装置中,通过调整合适的氢气和甲烷流量比及气压条件制备了以中空微米镍纤维管为主体结构、碳纳米纤维（CNF）以及金属管体结构为存储介质的碳纳米纤维／镍管复合纤维材料．运用扫描电子显微镜（SEM）分析中空镍纤维及复合纤维管表面形貌,x射线衍射（XRD）对复合纤维管晶相组成进行表征．结果表明,利用模版法制备出的中空镍纤维管孔径在10μm左右,管壁厚约0．5μm;化学气相沉积制备过程中,当微波功率500W,氢气和甲烷流量比100：6,气压4．0kPa,沉积时间5min时,复合纤维管外壁和端口内壁均匀沉积长径比较大且直径均匀分布的碳纳米纤维,碳纤维直径约50nm;复合纤维成分为碳纳米纤维、镍和三镍化磷合金相,其中碳纳米纤维表现为石墨相．表面覆盖有碳纳米纤维的镍管复合材料,增加了材料自身的吸附存储和导电性能,可应用于多相催化、电容存储和电极材料等领域．     

聚苯胺/镍纳米复合材料原位复合与性能表征

采用先合成导电聚苯胺,然后用多元醇原位液相还原的方法,合成了聚苯胺/镍纳米复合材料,纳米镍的含量约为19.22%(质量分数)。具有面心立方晶体结构,生成的纳米镍“镶嵌”在聚苯胺颗粒的表面,形成了类似“草莓”状的复合颗粒,复合颗粒的热稳定性有较明显提高。复合颗粒同时具有铁磁性和导电性,复合颗粒的饱和磁化强度最高可达到10.77Am2/kg,电导率为9.86×10-3S/cm。     

Ni-SiO2复合镀层组织和性能的研究

应用电刷镀技术在45钢表面制备含有微米SiO2的镍基复合镀层,研究了复合镀层表面形貌,测试了镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,分析了微米陶瓷颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响.实验结果表明,微米陶瓷颗粒复合镀层较快速镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性.     

Ni-SiC纳米复合电镀工艺研究

针对镀液中阴极电流密度、镀液温度以及极板间距,对Ni-SiC纳米复合镀层显微硬度的影响进行了研究.采用正交实验法对各工艺参数进行了优选.并且利用扫描电镜（SEM）对复合镀层的表面形貌及截面形貌进行了观察和分析.结果表明,Ni-SiC纳米复合镀层较纯镍镀层表面平整光滑,显微组织均匀、致密,并且其显微硬度也有明显提高.     

PI/TiC@Al2O3复合薄膜的制备及其电性能研究

随着电子元件集成度的不断提高,对新型有机/无机功能电介质复合材料的研究已成为热点.利用异丙醇铝的水解,在TiC粒子表面生成一层氧化铝(Al2O3),获得分散均匀的TiC@Al2O3纳米粒子.采用机械共混法将改性后的TiC@Al2O3粒子掺杂入聚酰亚胺基体中,制备出PI/TiC@Al2O3复合薄膜.对改性后TiC@Al2O3粒子的形貌及其热分解机理进行了研究,重点分析了TiC@Al2O3纳米粒子的引入对复合薄膜的表面形貌和电性能的影响规律.实验结果表明,当TiC与异丙醇铝摩尔比为1∶1时粉体的分散效果最好,此时TiC@Al2O3纳米粒子的热失重过程出现明显的AlOOH分解现象,表明在TiC表面已生成Al2O3.复合薄膜的表面SEM分析结果表明,当TiC@Al2O3粉体体积分数低于15％时,无机相粒子在薄膜中的分散性保持得较好,未出现明显的团聚现象.电性能测试结果表明,随着TiC@Al2O3纳米粒子含量的增加,复合薄膜的体积电阻率、表面电阻率和电击穿场强均逐渐下降,表明TiC@Al2O3纳米粒子的引入显著提高了复合薄膜的导电性.     

碳纳米管复合镀层的界面结合

在锡铅合金基体上制备了碳纳米管镍基复合镀层,并利用水浴加热熔化基体的方法,成功制备出碳纳米管镍基复合镀层结合界面试样.采用场发射扫描电镜分析了复合镀层的表面和初始界面上的碳纳米管存在形式和分布.结果表明:碳纳米管可以部分直接沉积在初始界面,部分碳纳米管嵌入镍基镀层中.碳纳米管的有效嵌入镍基镀层有利于增强复合镀层的界面结合.     

铼掺杂对含钪阴极性能与微观结构的影响

为了研究铼掺杂对含钪阴极性能与微观结构的影响,采用液-液掺杂结合两步氢还原法制备出掺杂Re的氧化钪掺杂钨粉R5S5(Sc2O3(w=5%)、Re2O7(w=5%)),并在此基础上经过压制、烧结、浸盐、清洗、退火工艺后制备出掺铼阴极.结果表明:阴极孔度合适,孔结构良好,孔分布均匀,颗粒达到亚微米级.该阴极的发射测试结果显示,在850℃b时,Jdiv为30.14 A/cm2.阴极表面的纳米小颗粒导致颗粒附近局部场强的增加,进而有利于阴极发射性能的提高.     

颗粒表面粗糙度对纳米压痕特性影响研究

对复合涂层的颗粒进行纳米压痕过程中,从最大压入深度计算出的接触面积受到颗粒表面的最高处以及最低处的影响.建立颗粒与基体的纳米压痕有限元模型,计算分析颗粒表面形貌对压痕结果的影响.结果显示:利用颗粒压痕载荷深度曲线计算出的弹性模量与硬度误差随着颗粒曲率的增大而加大.采用一种简单的模型对接触深度的公式进行了相应的修正,最后与有限元分析得到的结果进行比较,所得弹性模量和硬度的误差相对降低,验证了该模型的可行性.     

液相沉积法制备TiO_2薄膜及其对304不锈钢的光生阴极防护

采用液相沉积的方法在304不锈钢基体上制备了纳米TiO2薄膜材料,采用XRD、SEM等手段研究了不同沉积时间、不同热处理工艺对薄膜微观结构的影响,采用IM6e工作站研究了薄膜材料的光电化学行为.研究表明,沉积时间为72 h、热处理温度为500℃时,TiO2薄膜具有均匀平整的微观形貌,薄膜主要由锐钛矿TiO2组成.经过热处理的薄膜材料在光照下于模拟海水电介质中均表现出了对304不锈钢的光生阴极防护作用.     

Ni-P/纳米TiO2复合镀层的制备与性能

采用电泳沉积-化学镀两步法制备了化学镀Ni-P/纳米TiO2复合镀层,研究了电场强度、电流及电泳时间对电泳工艺的影响,确定了合适的化学镀工艺参数,用X射线衍射和扫描电镜对复合镀层的结构进行分析,测试了复合镀层的显微硬度,用甲基橙为模型反应物对复合镀层进行光催化降解实验.实验结果表明,纳米TiO2颗粒在复合镀层中分布均匀,在镀态下和经过热处理后复合镀层显微硬度均高于化学镀镍磷合金,复合镀层催化效果与纳米二氧化钛涂层相当.     

纳米TiO2复合涂层的制备及其对LY12铝合金的防护性能影响

为了改善铝合金材料的耐腐蚀性能,研究了以正硅酸乙酯（TEOS）为主要原料,加入一定量的-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）,并引入纳米TiO2进行复合,以冰乙酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在铝合金基体表面形成复合涂层,并利用氟硅烷进行表面修饰。腐蚀电化学测试分析结果表明,纳米TiO2掺杂制备的复合涂层能够明显的提高铝合金基体的防护性能。并考察了纳米TiO2含量对涂层性能的影响,结果表明,在纳米TiO2质量分数为0.04%时制备的涂层性能最佳,相应的试样在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的腐蚀电流密度约为5.965×10 9 A/cm2,而同等实验条件下铝合金基体腐蚀电流密度为7.216×10 5 A/cm2,涂层的存在使腐蚀速率降低了4个数量级,说明涂层对铝合金基体具有显著的防护效果,并且利用扫描电镜（SEM）和接触角测试来考察涂层的致密性和憎水性。     

工艺参数对Ni-SiC纳米复合镀层沉积速率的影响

用电沉积的方法在铜表面制备了Ni-SiC纳米复合镀层,研究了不同的工艺参数,包括阴极电流密度、镀液中纳米SiC悬浮量、镀液pH值、镀液温度和搅拌速度对复合镀层的沉积速率的影响。结果表明：在实验电流范围内,镀层的沉积速率随着阴极电流密度的增大呈线性上升的趋势;随着镀液中纳米颗粒悬浮量、镀液pH值及搅拌速度的增大而增大,当达到一定值时,又开始下降;随着镀液温度升高,逐步降低。最佳参数为：不烧焦镀层前提下的最大电流,纳米颗粒体积质量为5g／L,pH值3．5—4．0,温度30℃,搅拌速度为中高速。     

掺杂稀土氧化物的钼阴极次级发射性能的研究

为研制和开发一种理想的阴极材料,替代现有的应用于磁控管的Ba-W阴极和Th-W阴极,用粉末冶金方法制备了掺杂不同比例的一元、二元稀土氧化物的钼基体阴极材料,测试了各种材料的次级发射系数. 结果表明,掺杂后的阴极材料的次级发射性能大大提高, 掺杂复合稀土氧化物的次级发射体的发射性能优于掺杂单元稀土氧化物的次级发射体的发射性能. 同时,应用扫描电镜(SEM)和俄歇电子能谱仪(AES)研究了稀土元素在钼烧结体断口和表面的分布. 分析结果表明,稀土元素易于在晶界处偏聚,且稀土元素在试样表面的质量分数明显高于其在基体内部的质量分数.     

纳米SiO2制备、修饰及其表面酰胺化

用硅烷偶联剂(3-Aminopropyltriethoxysilane,APTS)对纳米SiO2进行表面改性,得到改性的SiO2颗粒(APTS-SiO2),再用丙烯酰氯与APTS-SiO2颗粒反应制备了表面连接上丙烯酰胺的纳米复合材料(AA-APTS-SiO2).采用扫描电子显微镜(SEM)观察了纳米SiO2、APTS-SiO2及AA-APTS-SiO2的形貌;采用红外光谱(FTIR)和热重分析法(TG)对AA-APTS-SiO2的化学结构与组成进行了表征.研究表明:APTS-SiO2颗粒能够成功地与丙烯酰氯反应形成AA-APTS-SiO2复合颗粒,制备APTS-SiO2最优的反应条件是1 g SiO2,100 mL乙醇和水的体积比为3:1的混合溶剂,2.0g氨水,SiO2与APTS的摩尔比为3:1.     

表面活性剂对电沉积纳米WO3-Cu复合镀层组织及其性能的影响

为了解不同表面活性剂对纳米复合电沉积过程的作用,研究常用的阴离子、阳离子和非离子表面活性剂对WO_3-Cu复合镀层电沉积过程的影响。采用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析添加表面活性剂前后镀层表面微观形貌和镀层成分的变化,通过润湿性试验、自清洁试验、耐磨性试验和光催化试验分别评价表面活性剂对WO_3-Cu复合镀层润湿性能、自清洁性能、耐磨性能和光催化性能的影响。结果表明:表面活性剂可有效改变WO_3纳米颗粒在镀层中的沉积和镀层的表面形貌,其中阳离子和非离子表面活性剂联合添加时制备的复合镀层中WO_3含量达到最高值25.9%;经氟化处理后,其镀层表面接触角可达155°;与纯铜相比,复合镀层有良好的自清洁性、耐磨性和光催化性。